精密机械设计基础课件(合肥工业大学)第十二章(导轨)

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二. 基本形式： 1. 螺母不动,螺杆边转边移动
特点：消除了轴向跳动，刚性差，占用轴向空间大，适于较短行程；
3
举例设计:
4
2. 螺杆转动,螺母移动 特点：结构紧凑，刚性较大，适于行程较长场合；
防转机构
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2. 螺杆转动,螺母移动
举例设计:
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3. 差动螺旋
7
3. 差动螺旋
举例设计:
8
三. 设计计算
中径d2公式为： d 2 ≥
Fa p πψ h [ P ]
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(2)螺纹的强度计算-－螺母
3Fa h 弯曲应力： σb = ≤ [σ b ] 2 πDnb
剪应力：
Fa τ = ≤ [τ ] πDbn
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(3)螺杆的强度计算
σe =
σ + 3τ
2
2
=
4 Fa 2 T ( ) + 3( ) 2 ≤ [σ ] 3 π d12 0.2d1
升角λ< φ(磨擦角)
(4)自锁条件的计算:
(5)螺杆稳定性的计算(受压) 临界载荷: Fac 不失稳的条件：
π 2 EI = ( µl ) 2
Fac ≥ S (安全系数2.5 ~ 4)或Fa max ⋅ S ≤ Fac Fa max
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四. 消除螺旋传动回差的措施 1. 径向调节法
主螺母
副螺母
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1. 精密仪器仪表用滑动螺旋传动设计计算 1. 直径d 2. 螺距P 3. 螺杆长度L 4. 结构设计
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2. 机械设备常用的滑动螺旋传动设计计算 (1)耐磨性计算 强度计算公式：
= P
Fa Fa = ≤ [ P] A π d 2 hn

分度圆压力角（）
rb r cos
齿顶高(ha)齿根高(hf)
图7-6a
齿宽（b）
分度圆是计算齿轮各部分尺寸的基准圆，具有标准模数和压力角。
正常齿制
m>=1, ha *=1, c* =0.25 m<=1, ha *=1, c* =0.35 短齿制 m>=1, ha *=0.8, c* =0.3
法节Pn 相邻两齿同侧齿廓间沿法线量得的距离 它与基圆周节Pb相等
⒊ 齿廓上各点压力角相同，等于齿廓的倾斜角
⒋ 齿廓上各点齿距相同
第四节 渐开线齿轮的基本参数
三、渐开线圆柱齿轮任意圆上的齿厚
任意圆齿厚：（7－9）
si
ri
s
ri r
2ri (invi
inv )
式中 任意圆上压力角：
i
arccos
rb ri
计算齿顶圆、节圆和基圆上
的齿ห้องสมุดไป่ตู้时，只要把式中的ri和
i进行相应的替换即可。
⑶N为渐开线上K点的曲率中 心，NK为曲率半径。
⑷渐开线的形状取决于基圆 的大小。
⑸基圆内无渐开线。
第三节 渐开线齿廓曲线
图7-3
图8-4
二、渐开线方程式
rk
rb
cos k
第三节 渐开线齿廓曲线
压力角
k invk tank k
tan k
NK rb
AN rb
rb
k k
rb
k
k
图8-3
第三节 渐开线齿廓曲线
1、插齿 一把刀具可加工各种齿数齿轮；确保被 加工齿轮有相同的模数和压力角；可加工内齿轮； 效率偏低。
图7-14
图7-15

第一章平面机构的结构分析一. 基本概念1. 机械: 机器与机构的总称。

机器: 具有三个共性。

机构: 只具有机器的前两个共性。

2. 构件与零件零件——制造单元构件——运动单元构件可以由一个零件或多个零件刚接而成3. 运动副: 两构件通过表面直接接触而形成的可动联接。

运动副元素: 两构件表面直接接触的点、线、面。

4. 运动副的分类：平面运动副：两构件在同一平面内作相对运动平面低副—两构件以面接触构成的可动联接平面高副—两构件以点或线接触构成的可动联接平面低副：转动副—联接的两构件只能作相对转动移动副—联接的两构件只能作相对移动空间运动副：两构件在不同平面内作相对运动5. 运动链: 多个构件以运动副联接而成的系统分类：空间运动链、平面运动链闭式运动链、开式运动链6. 机构：有机架并有确定运动的运动链分类：平面机构、空间机构二. 基本知识和技能1. 机构运动简图的绘制与识别图在机构运动简图中：运动副—按国家标准所规定的代表符号画出构件—用线段、小方块等简单图形画出尺寸—按选定的比例画出2.平面机构的自由度的计算及机构运动确定性的判别F = 3n - 2P L- P Hn —活动构件数P L —低副数P H —高副数自由度计算时须注意:(1) K个构件在同一处构成的复合铰链中有( K - 1 )个转动副(2) 局部自由度应去除（通常每个滚子有一局部自由度）(3) 虚约束应去除。

（注意虚约束出现的场合）机构具有确定运动的条件F > 0 能动原动件数< F 机构运动不确定原动件数= F 机构运动确定原动件数> F 机构运动相互干涉F ≤0 不能动，为刚性构架3. 机构的结构分析（1）高副低代：用一个构件，两个低副代替一个高副须满足：代替前后机构的自由度不变代替前后机构的瞬时运动不变高副低代必须遵循一定的方法：曲线对曲线的高副低代点对曲线的高副低代曲线对直线的高副低代点对直线的高副低代2. 机构的结构分析（1）基本杆组及杆组的级别自由度为零的，不能再拆分的构件组Ⅱ级杆组：二杆三低副组Ⅲ级杆组：四杆六低副组含有一个带三低副的中心构件（2）机构的拆组及机构的级别从远离原动件的构件开始拆分杆组机构的级别由机构中杆组的最高级别所决定（3）机构的组成原理把杆组依次与机架和原动件相联得到机构第二章平面机构的运动分析一. 基本概念:（一）瞬心1. 瞬心的定义瞬心是两构件的瞬时等速重合点2. 机构中的瞬心数目机构中，每两个构件有一个瞬心。

2cosn
fa tann
由式(10.4 )
Jbn
0.88(
fpt12
f
pt
2 2
)
2 0.34 l / b
2 F 2
fpt1=17μm, fpt2=18μm, Fβ=21 μm 和 L = 100 , b = 60 。
将上述数据代入上式(10.4)
Jbn 0.88(172 182) 2 0.34100 / 602 212 31μm
Φ58r6 E
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Φ45 Φ52 Φ55
Φ58 Φ65 Φ55
（3）Φ45（与IT9齿轮基准孔的配合）轴颈的 尺寸公差带
同理(同Φ58）可选Φ45轴颈与齿轮基准孔 的配合代号为 Φ45H8/n7
Φ45n7 E
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Φ45 Φ52 Φ55
Φ58 Φ65 Φ55
(4) Φ58r6 和Φ45n7轴上 的键槽宽度尺寸公差 带公差带
若都采用普通平键联结，根据表8.1得 Φ58r6 轴上的键槽公差带为16N9。 Φ45n7 轴上的键槽公差带为14N9。
14N9
16N9
Φ45n7 Φ52 Φ55
Φ58r6 Φ65 Φ55
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2. 确定几何公差 （1）与轴承内圈、齿轮内孔配合轴颈表面，故
采用包容要求 。 (2) 与轴承内圈配合表面要求圆柱度公差，按0级轴
（2）基准孔（表10.12）：
Ra的上限值为 1.25~2.5μm 取2 μm。
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(3) 基准端面和顶圆(表10.12）：
基准端面和顶圆Ra的上限值为2.5~5μm
取3.2 μm。